Thèse soutenue

Interactions argilite de Tournemire / fer métal en contexte in situ : résultats à 10 ans de contact

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Auteur / Autrice : Anaïs Maillet
Direction : Philippe Vieillard
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Terre solide et enveloppes superficielles
Date : Soutenance le 12/12/2012
Etablissement(s) : Poitiers
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'environnement Gay Lussac (La Rochelle ; 2009-2018)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de chimie des milieux et matériaux de Poitiers (2012-....)
faculte : Université de Poitiers. UFR des sciences fondamentales et appliquées
Jury : Président / Présidente : Abderrazzak El Albani
Examinateurs / Examinatrices : Anne Gaudin, François Foct, Laurent de Windt, Alexandre Dauzères
Rapporteurs / Rapporteuses : Bertrand Fritz, Michel Schlegel

Résumé

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Dans le cadre du concept de stockage de déchets radioactifs à vie longue en couche géologique profonde développé par l'Andra, l’IRSN mène une étude in situ sur la Station Expérimentale de Tournemire, en collaboration avec EDF afin de déterminer les interactions acier/argilite dans un contexte naturel. Au terme de 10 ans d’interaction, deux forages ont été sur-carottés afin de caractériser les transformations de l’argilite de Tournemire au contact d’aciers carbone et inoxydables et de comparer les phénomènes réactifs mis en évidence et ceux induits par des simulations numériques par des codes de calcul géochimique et couplant chimie-transport.Les échantillons argilite/acier carbone montrent une importante corrosion du disque d’acier. Le fer libéré sous la forme d’auréoles et dans les fissures de la roche perturbe l’argilite au contact entraînant des modifications minéralogiques et structurales. La précipitation d’oxydes de fer ainsi qu’une dissolution de la calcite et des feuillets smectitiques des interstratifiés I/S sont identifiés. Une zonation métal/métal corrodé/argilite perturbée/argilite saine est mise en évidence et des variations de porosité sont observées marquant les interfaces entre deux zones. Les simulations géochimiques montrent que l’essentiel des modifications est rapidement initié lors de la mise en place du système et que l’oxygène piégé à la fermeture du système est consommé par la corrosion des aciers mais surtout qu’il diffuse dans le matériau encaissant par gradient de concentration.Les échantillons argilite/acier inoxydable présentent une très faible corrosion par piqûration de l’acier. La minéralogie de l’argilite ne semble pas perturbée au cont